(57)【要約】      （修正有）【課題】膜の積層工程と、スクライブ工程が分離された集積化太陽電池の製造方法において、溝壁面の絶縁性を良好なものとして効率の高い集積化太陽電池を得る。【解決手段】少なくとも表面が絶縁性である基板10上に、下部電極層12、光電変換層13および透光性導電層16を順に積層し、メカニカルスクライブおよびレーザスクライブにセル分離を行う第１および第２の溝21、22を形成し、溝21の一方の側壁21aを覆い、かつ他方の側壁21bから離間したライン状の絶縁部を形成し、セル間を電気的に接続する接続部を絶縁部上に形成する。インクジェット法により細幅ライン絶縁部を形成する工程を複数回繰り返して絶縁部を形成する。複数回形成される細幅ライン絶縁部のうち最も一方の側壁21a側の細幅ライン絶縁部３３を、他方の側壁21b側の細幅ライン絶縁部３２を形成した後に形成する。【選択図】図６Ａ
2013102070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、下部電極層、光電変換層および透光性導電層を順に積層する薄膜積層工程と、
前記薄膜積層工程後に、前記透光性導電層の表面から前記下部電極層の表面に至る深さの、ライン状の第１の溝をメカニカルスクライブにより形成し、前記第１の溝の底部に露出した下部電極層の前記第１の溝の一方および他方の側壁から離れた位置に、該第１の溝に平行かつ該第１の溝の幅より小さい幅のライン状の第２の溝をレーザスクライブにより形成するスクライブ工程と、
前記第２の溝を埋め込み、前記第１の溝の前記一方の側壁を覆い、かつ前記他方の側壁から離間した、該第１の溝の長さ方向に沿ったライン状の絶縁部を形成する絶縁部形成工程と、
前記第１の溝を隔てて互いに隣接する光電変換素子の一方の透光性導電層と、他方の下部電極層とを電気的に接続する接続部を前記絶縁部上に形成する接続部形成工程とを含み、
前記絶縁部形成工程において、前記ライン状の絶縁部のライン幅よりも細幅の、前記第１の溝の長さ方向に沿った感光性絶縁材料からなるラインをインクジェット法で描画し、該描画直後に前記感光性絶縁材料からなるラインに光を照射することにより該感光性絶縁材料を硬化させて前記第１の溝の長さ方向に沿った細幅ライン絶縁部を形成する工程を複数回繰返して前記ライン状の絶縁部を形成するものであり、
前記複数回形成される前記細幅ライン絶縁部のうち最も前記一方の側壁側の細幅ライン絶縁部を、該細幅ライン絶縁部の形成時にライン描画を行う前記第１の溝の幅方向位置よりも前記他方の側壁側にライン描画されて形成される細幅ライン絶縁部を形成した後に形成することを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記複数回形成される前記細幅ライン絶縁部のうちの最初の細幅ライン絶縁部の形成時には、該細幅ライン絶縁部の前記他方の側壁側の端部が、前記第２の溝よりも前記他方の側壁側に位置するようにライン描画を行い、２回目以降の細幅ライン絶縁部の形成時には、先に形成された細幅ライン絶縁部よりも前記一方の側壁側にライン描画を行うことを特徴とする請求項１記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記第２の溝を、前記第１の溝の中央よりも前記一方の側壁側に位置するように形成することを特徴とする請求項１または２記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記第１の溝の幅を８０μｍ〜４００μｍとし、前記第２の溝の幅を１０μｍ〜５０μｍとすることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁部形成工程において、前記細幅ライン絶縁部を形成する工程を複数回繰り返した後に、熱硬化処理を施す工程を含むことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の集積化太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１枚の基板上に直列接続された複数の光電変換素子が配列されて構成される集積化太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下部電極（裏面電極）と光吸収により電荷を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。
【０００３】
従来、バルクの単結晶Ｓｉまたは多結晶Ｓｉ、あるいは薄膜のアモルファスＳｉを用いたＳｉ系太陽電池が主流であったが、Ｓｉに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、ＧａＡｓ系等のバルク系と、IＢ族元素とIIIＢ族元素とVIＢ族元素とからなるＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系あるいはＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系等の薄膜系とが知られている。ＣＩＳ系あるいはＣＩＧＳ系は、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率であることが報告されている。
【０００４】
太陽電池の高出力化を図るためには、１枚の基板上に複数の光電変換素子を多数直列接続して配列する集積化が必要である。
【０００５】
化合物半導体系太陽電池の集積化方法としては、特許文献１、特許文献２に開示されているように、三段階にスクライブ処理を行う方法がよく知られている。この方法は図１１Ａに示すように、絶縁基板１１０上に電極層１１２を成膜した後、電極層１１２をスクライブして第１のスクライブラインＰ１を形成し、図１１Ｂに示すように光電変換層１１３、バッファ層１１４および窓層１１５を順次成膜してこれらを貫通して電極層１１２表面に至るスクライブラインＰ２を形成し、図１１Ｃに示すように、透光性導電層（上部電極）１１６を形成し、上部電極１１６から下部電極層表面に至るスクライブラインＰ３を形成する。隣接セル間はスクライブラインＰ３により分離され、隣接セル間は、スクライブラインＰ２に埋め込まれた透光性導電層材料により直列接続される。
【０００６】
このような集積化太陽電池の製造方法は、各層の成膜工程と、スクライブ処理工程が交互に生じ、スクライブ処理は、精度よく位置決めして行うことがあることから、可撓性基板を用いてロール・トゥ・ロール方式で製造するには適していない。近年においては、フレキシブルな太陽電池モジュールに対する要請が高く、また、効率よく生産することが求められている。
【０００７】
特許文献３、４には、上記の方法とは異なる集積化方法が開示されている。これらに開示されている方法は、下部電極層から透光性導電層までを全て成膜をした後に、スクライブ処理を行い、その後、隣接するセル間を直列接続する接続部を形成する方法であり、積層構造を形成する成膜工程と、スクライブ処理工程とが分離されている。
【０００８】
従って、可撓性基板に対し、成膜工程はロール・トゥ・ロール方式で行い、その後基板を切断して、スクライブ工程は枚様式（バッチ式）で行うことにより、スクライブ時の位置精度を担保しつつ生産性の向上を図ることができる。
【０００９】
この方法の場合には、成膜工程の後メカニカルスクライブによりやや太い線幅の溝を形成し、その溝の底面に露出した下部電極にレーザスクライブにより細い線幅の溝を形成し、その下部電極の溝を埋め込み、さらに第１の溝の一方の側壁面を覆って絶縁する絶縁部を形成し、絶縁部上に１つのセルの上部電極と隣接するセルの下部電極とを電気的に接続するための接続部とが形成されて、集積化太陽電池とされる（図３Ｅ参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−８４５６９号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４６２１号公報
【特許文献３】特表２００９−５１２１９７号公報
【特許文献４】特開昭６２−２１９６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３のように第１の溝の一方の側壁面に沿って電極層の上端までの絶縁膜で覆うことにより、良好な絶縁が取れると考えられる。
しかしながら、特許文献３に記載のインクジェット法あるいはスプレー法などで絶縁材料を塗布すると、絶縁材料が側壁から滑り落ちてしまい、側壁を十分に被覆できず十分な絶縁性が確保できない場合がある。
【００１２】
また、特許文献４には側壁を階段状にする方法が開示されているが、この方法は溝の形成方法が複雑で時間を要するものとなるため好ましくない。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、膜の積層工程と、スクライブ工程が分離された集積化太陽電池の製造方法であって、スクライブにより形成された溝の一方の側壁面を絶縁材料により良好に覆うことができ、発電効率の高い集積化太陽電池を得ることができる集積化太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、下部電極層、光電変換層および透光性導電層を順に積層する薄膜積層工程と、
前記薄膜積層工程後に、前記透光性導電層の表面から前記下部電極層の表面に至る深さの、ライン状の第１の溝をメカニカルスクライブにより形成し、前記第１の溝の底部に露出した下部電極層の前記第１の溝の一方および他方の側壁から離れた位置に、該第１の溝に平行かつ該第１の溝の幅より小さい幅のライン状の第２の溝をレーザスクライブにより形成するスクライブ工程と、
前記第２の溝を埋め込み、前記第１の溝の前記一方の側壁を覆い、かつ前記他方の側壁から離間した、該第１の溝の長さ方向に沿ったライン状の絶縁部を形成する絶縁部形成工程と、
前記第１の溝を隔てて互いに隣接する光電変換素子の一方の透光性導電層と、他方の下部電極層とを電気的に接続する接続部を前記絶縁部上に形成する接続部形成工程とを含み、
前記絶縁部形成工程において、前記ライン状の絶縁部のライン幅よりも細幅の、前記第１の溝の長さ方向に沿った感光性絶縁材料からなるラインをインクジェット法で描画し、該描画直後に前記感光性絶縁材料からなるラインに光を照射することにより該感光性絶縁材料を硬化させて前記第１の溝の長さ方向に沿った細幅ライン絶縁部を形成する工程を複数回繰返して前記ライン状の絶縁部を形成するものであり、
前記複数回形成される前記細幅ライン絶縁部のうち最も前記一方の側壁側の細幅ライン絶縁部を、該細幅ライン絶縁部の形成時にライン描画を行う前記第１の溝の幅方向位置よりも前記他方の側壁側にライン描画されて形成される細幅ライン絶縁部を形成した後に形成することを特徴とする。
【００１５】
特には、前記複数回形成される前記細幅ライン絶縁部のうちの最初の細幅ライン絶縁部の形成時には、該細幅ライン絶縁部の前記他方の側壁側の端部が、前記第２の溝よりも前記他方の側壁側に位置するようにライン描画を行い、２回目以降の細幅ライン絶縁部の形成時には、先に形成された細幅ライン絶縁部よりも前記一方の側壁側にライン描画を行うことが好ましい。
【００１６】
ここで、前記描画したラインに光を照射する前記描画直後とは、基板上に吐出したラインに対し１０秒以内に光を照射することに対応する。
【００１７】
前記第２の溝を、前記第１の溝の中央よりも前記一方の側壁側に位置するように形成することが好ましい。
【００１８】
なお、前記第１の溝の幅を８０μｍ〜４００μｍとし、前記第２の溝の幅を１０μｍ〜５０μｍとすることが好ましい。
【００１９】
また、前記絶縁部形成工程において、前記細幅ライン絶縁部を形成する工程を複数回繰り返した後に、熱硬化処理を施す工程を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の集積化太陽電池の製造方法によれば、膜の積層工程と、溝を形成するスクライブ工程とが分離されているため、製造工程を簡素化することが可能となる。また、細幅ライン絶縁部の形成を複数回繰り返してライン状の絶縁部を形成するものとし、複数回の細幅ライン絶縁部の形成のうち最も一方の側壁側の細幅ライン絶縁部、すなわち、一方の側壁を最終的に覆う部分の形成を、それより他方の側壁側に細幅ライン絶縁部を形成した後に行うので、最も一方の側壁側の細幅ライン絶縁部形成時のライン描画の際に、先に形成された細幅ライン絶縁部を絶縁材料が側壁に沿って滑り落ちるのを防止する土手として利用することができ、最も一方の側壁側の細幅ライン絶縁部によりその一方の側壁面の上端を良好に被覆させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】集積化太陽電池の平面図
【図２】図１に示す集積化太陽電池の一部についての拡大斜視図
【図３Ａ】集積化太陽電池の製造工程における成膜工程を示す断面図
【図３Ｂ】集積化太陽電池の製造工程におけるメカニカルスクライブ工程を示す断面図
【図３Ｃ】集積化太陽電池の製造工程におけるレーザスクライブ工程を示す断面図
【図３Ｄ】集積化太陽電池の製造工程における絶縁部形成工程を示す断面図
【図３Ｅ】集積化太陽電池の製造工程における接続部形成工程を示す断面図
【図４Ａ】絶縁部形成工程の第１の細幅ライン形成工程を示す断面図
【図４Ｂ】絶縁部形成工程の第１の細幅ライン形成工程を示す平面図
【図５Ａ】絶縁部形成工程の第２の細幅ライン形成工程を示す断面図
【図５Ｂ】絶縁部形成工程の第２の細幅ライン形成工程を示す断面図
【図６Ａ】絶縁部形成工程の第３の細幅ライン形成工程を示す断面図
【図６Ｂ】絶縁部形成工程の第３の細幅ライン形成工程を示す断面図
【図７】絶縁部形成工程の熱処理工程を示す断面図
【図８Ａ】絶縁部形成工程変更例１の第２の細幅ライン形成工程を示す断面図
【図８Ｂ】絶縁部形成工程変更例１の第２の細幅ライン形成工程を示す断面図
【図９】絶縁部形成工程変更例２の細幅ライン形成順序を示す断面図
【図１０Ａ】導電接続部形成工程を示す断面図（その１）
【図１０Ｂ】導電接続部形成工程を示す断面図（その２）
【図１１Ａ】従来の集積化太陽電池の製造工程を示す断面図（その１）
【図１１Ｂ】従来の集積化太陽電池の製造工程を示す断面図（その２）
【図１１Ｃ】従来の集積化太陽電池の製造工程を示す断面図（その３）
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の集積化太陽電池の製造方法の実施形態について図面を用いて説明する。各図において、各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００２３】
図１は、集積化太陽電池１の平面図を示し、図２は、図１の破線部ＩＩについての拡大斜視図である。
集積化太陽電池１は短冊状の複数の光電変換素子（セル）Ｃが直列接続されてなる。集積化太陽電池１は、図２に示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、下部電極層１２、化合物半導体からなる光電変換層１３、バッファ層１４および透光性導電層１６が順に積層され、その積層体に設けられたストライプ状の溝部２０により、複数のセルＣに分離され、この溝部２０に、隣接するセルＣの一方のセルの透光性導電層１６と、他方のセルの下部電極層１２とを電気的に接続する接続部４０が形成されることにより、セルＣが直列接続されて集積化されている。
【００２４】
溝部２０は、透光性導電層１６から下部電極層１２の表面までの深さの幅広のライン状の第１の溝２１と、第１の溝２１の底面に設けられている下部電極層１２をセル間で分離する第１の溝２１の溝幅よりも狭い幅のライン状の第２の溝２２とから構成されている。第２の溝２２は第１の溝２１の両側壁２１ａ、２１ｂから離間して第１の溝２１に平行に形成されている。第２の溝２２を埋め込み、第１の溝２１の一方の側壁２１ａを覆い、かつ他方の側壁２１ｂから離間した、第１の溝の長さ方向に沿ったライン状の絶縁部３０が形成され、この絶縁部３０を被覆するように接続部４０が形成されている。
【００２５】
図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の集積化太陽電池の製造方法の製造工程を示す断面図である。
本発明の集積化太陽電池の製造方法は、基板１０上に各層を成膜する薄膜積層工程と、素子分離を行うためのスクライブ工程と、絶縁部形成工程と、各セルを直列接続するための接続部形成工程とを含む。
【００２６】
まず、薄膜積層工程において、図３Ａに示すように、少なくとも表層が絶縁層１０ａである基板１０の表面に、下部電極層（裏面電極）１２、光電変換半導体層１３、バッファ層１４、窓層１５および透光性導電層（透明電極）１６を順次積層する。
【００２７】
次に、スクライブ工程において、図３Ｂに示すように、メカニカルスクライブにより短冊状のセルＣを形成するためにライン状の第１の溝２１を形成する。第１の溝２１は、透光性導電層１６表面から下部電極層１２表面に至る深さであり、その幅Ｗ１は８０〜４００μｍ程度とする。なお、幅Ｗ１は、２５０μｍ以下、さらには２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２８】
続いて、図３Ｃに示すように、第１の溝２１の底面に露出する下部電極層１２にレーザスクライブにより、第１の溝２１に平行なストライプ状の第２の溝２２を形成する。第２の溝２２は、第１の溝２１よりも幅が狭く、第１の溝２１の幅方向中央よりも一方の側壁２１ａに寄った位置に形成される。第２の溝２２の幅Ｗ２は１０〜５０μｍ程度とし、４０μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２９】
次に、絶縁部形成工程において、図３Ｄに示すように、感光性絶縁材料を第２の溝２２を埋め込み、第１の溝２１の一方の側壁２１ａを覆うように盛り付けして絶縁部３０を形成する。
【００３０】
さらに、接続部形成工程において、図３Ｅに示すように、導電性ペーストを絶縁部３０上に盛り付けて透光性導電層１６と、隣接セルＣの下部電極層１２とを電気的に接続する導電接続部４０を形成する。
【００３１】
絶縁部形成工程についてより詳細に説明する。
図４Ａ、図５Ａ、図６Ａおよび図７は絶縁部の形成工程を示す断面図、図４Ｂ、図５Ｂおよび図６Ｂは、それぞれ図４Ａ、図５Ａおよび図６Ａに対応する部分の平面図である。
【００３２】
絶縁部３０は感光性絶縁材料、ここでは紫外線硬化型の絶縁材料により構成されるものである。ライン状の絶縁部３０は、インクジェット方式による感光性絶縁材料（絶縁インク）による、その絶縁部３０のライン幅よりも細幅の、第１の溝２１の長さ方向に沿った細幅ラインの描画とＵＶ光（紫外線）の照射による硬化を複数回繰り返して形成される。
【００３３】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、まず、インクジェットを用いて溝の幅方向位置Ａに感光性絶縁材料により溝の長さ方向に延びるラインを描画する。インクジェット方式によるライン描画は、図４Ｂに示すように、絶縁材料ドット３１Ｄを溝長さ方向にライン状に配列するものであり、ライン状に配列されたドット３１Ｄにより細幅ライン絶縁部３１が構成される。最初の細幅ライン絶縁部３１を、その図中右側の端部３１ｂが第２溝２２よりも第１の溝２１の他方の側壁２１ｂ側に位置するように、ライン描画して形成する。本実施形態においては、第２の溝２２の側壁２２ｂ（位置Ａ）上方にインクジェットのノズルを位置させて第１回目の絶縁材料塗布（ライン描画）を行っている。
【００３４】
この第１回目の絶縁材料塗布の後、次のライン描画を行う前に、絶縁材料に対してＵＶ照射を行い、硬化させることにより材料の広がりを抑える。この第１回目の絶縁材料の塗布により形成された第１の細幅ライン絶縁部３１は、第２回目以降の塗布の際に絶縁材料が第１の溝２１の他方の側壁２１ｂ側に広がらないようにする土手部として機能する。
【００３５】
続いて、第２回目の絶縁材料によるライン描画を行う。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第１の細幅ライン絶縁部３１形成時の描画位置Ａよりも第１の溝２１の一方の側壁２１ａ側の溝幅方向位置Ｂに第２回目のライン描画を行い（絶縁材料ドット３２Ｄをライン状に配列し）、第１回目と同様にＵＶ照射を行って第２の細幅ライン絶縁部３２を形成する。
【００３６】
さらに、第３回目の絶縁材料によるライン描画を行う。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第２の絶縁部３２形成時の描画位置Ｂよりもさらに側壁２１ａ側の溝幅方向位置Ｃに第３回目のライン描画を行い（絶縁材料ドット３３Ｄをライン状に配列し）、第１回目および第２回目と同様にＵＶ照射を行って第３の細幅ライン絶縁部３３を形成する。
【００３７】
最後に、加熱することにより第１〜第３の絶縁部３１〜３３の組成物を熱重合（熱硬化）させて絶縁部３０（図７参照）とする。加熱温度および時間は使用する絶縁材料に適したものとすればよい。
このようにして、第１の溝２１の一方の側壁２１ａを良好に被覆して絶縁を十分に確保できる感光性絶縁材料からなる絶縁部３０を形成することができる。
【００３８】
メカニカルスクライブを行うと、そのスクライブ溝の壁面には荒れが発生する。絶縁部３０を形成する場合には、第１の溝２１の側壁２１ａに生じている荒れを十分に被覆できないと絶縁性が低下してしまう。上述のように、最初に土手部を作製し、徐々に側壁２１ａ側に絶縁材料を埋め込むように複数回の塗布、およびＵＶ硬化を繰り返すことにより、絶縁材料塗布時に絶縁材料が側壁２１ａを滑り落ちてしまうことなく、透光性導電層１６の上面に至るまで十分に被覆することができる。
【００３９】
上記実施形態では、ほぼ同一の線幅のライン描画を３回行って絶縁部を形成するものとしたが、最初に図４Ａおよび図４Ｂに示す土手部３１を作成した後の塗布および硬化の繰返し回数は特に制限はない。例えば、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、２回目の描画位置を第１の溝２１の一方の側壁２１ａ側位置Ｂとし、吐出量を多くしてドット３４Ｄ径を大きくして、第２のライン描画を行い第２の細幅ライン絶縁部３４を形成し、２回のライン描画およびＵＶ照射により絶縁部３０を形成するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、細幅ライン絶縁部３１〜３３を、第１の溝２１内部において他方の側壁２１ｂ側から一方の側壁２１ａ側に向けて順次形成する場合について説明したが、必ずしもこの順にライン描画する必要はない。
【００４１】
図９に示すように、最も一方の側壁２１ａ側の細幅ライン絶縁部３６を形成する前に、該細幅ライン絶縁部３６に隣接する細幅ライン絶縁部３５が形成されていれば、細幅ライン絶縁部３６のライン描画を行う場合に、絶縁材料が側壁２１ａに沿って垂れてしまうのを防止する土手部として機能し、一方の側壁２１ａを絶縁材料により良好に被覆することができる。すなわち、図９に示すように例えば３本の細幅ライン絶縁部を形成する場合、最初に中央の細幅ライン絶縁部３５を形成し、その後、一方の側壁２１ａ側、他方の側壁２１ｂ側の細幅ライン絶縁部３６、３７を形成するようにしてもよい。
【００４２】
次に、導電性ペーストの材料および塗布方法の詳細について説明する。
【００４３】
導電性ペーストとしては、銀含有ペーストが一般に用いられている。しかしながら、銀含有ペーストを用いると銀のマイグレーションがおこり、集積化太陽電池の信頼性が低下するという問題がある。このような銀のマイグレーションを抑制するために、少なくとも球状と鱗片（フレーク状）の２つの形状を含む銀微粒子および／または銀化合物微粒子と、カーボン系材料、エポキシ系樹脂および有機溶剤からなる溶媒および／または分散媒を含む導電性ペーストを用いることが好ましい。
【００４４】
なお、フレキシブルの太陽電池を製造する場合には、導電性ペーストはさらに、アクリル系樹脂を含むことが好ましい。アクリル系樹脂を含有させることによりエポキシ樹脂のみの場合と比較してクラックの発生を抑制することができると考えられる。
【００４５】
好ましいカーボン系材料としては、カーボンブラックまたはグラファイトが挙げられる。
【００４６】
銀微粒子は、脂肪酸銀塩からなる有機化合物あるいは脂肪酸銀塩とアミン化合物とを反応させて得られる有機銀化合物の少なくとも一つを含むことが望ましい。このような有機銀化合物の製法については特開２００８−１７６９５１号公報等において詳細に説明されている。
球状の銀微粒子としては、０．５μｍ〜５μｍ直径のものが好ましく、フレーク状銀微粒子としては、１μｍ〜１０μｍ（円相当直径）サイズのものが好ましい。
【００４７】
樹脂の溶媒であり、同時に銀粒子の分散媒として機能するものとしては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、イソプロぺルベンゼン、アミルベンゼン、ｐ−シメンおよびテトラリンなどの芳香族炭化水素；２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテルアルコール；メチルイソブチルケトンなどのケトン；ならびにエチレングリコールモノメチルエーテル酢酸エステルなどのエステル等が挙げられる。これらのうち、沸点の異なる２つ以上の有機溶剤を用いることが好ましい。
【００４８】
なお、導電性ペーストの塗布法としては、インクジェット法がよく知られているが、インクジェット法で用いられる導電性ペースト（導電インク）は目詰まりを生じないように粘度が比較的低いものが用いられるため、吐出後にインクが広がり易く、導電性を付与したくない部分にまで広がってしまう滲みが生じる恐れがある。また、インクジェット法では吐出の際に飛び散り（サテライト）が生じる点も問題となっている。
サテライトや滲みの発生は光電変換素子の有効面積が減り効率のロスに繋がる。
【００４９】
滲みを抑えるためには、一般にインクジェット法で用いる導電インクよりも粘度が高い導電性ペーストを用いることが好ましい。
また、サテライト防止のため、インクジェット法で用いる導電インクよりも粘度が高い導電性ペーストを用いる場合、ディスペンサー法もしくはスクリーン印刷などの印刷法によって塗布することが好ましい。印刷法は広い領域を一度に処理できることから製造時間の短縮化には好ましいが、位置ズレが生じる場合があるため、ディスペンサー法による塗布が最も適する。以下に、ディスペンサー法による導電性ペーストの塗布方法について説明する。
【００５０】
図１０Ａに示すように、ディスペンサーのノズル４５は絶縁部３０の上方に位置され、絶縁部３０を覆うように溝長さ方向に導電性ペースト４１によるライン描画を行う。
図１０Ｂに示すように、絶縁部３０を覆い、一端が透光性導電層１６に接触し、他端が隣接セルの下部電極層１２に接触するように導電性ペースト４１が盛り付けされ、熱硬化処理がなされて接続部４０が形成される。
【００５１】
ディスペンサー用ノズル４５は、その外径サイズ（直径）Ｄが、１５０μｍよりも小さいものであることが好ましい。ディスペンサーによる塗布幅は、ノズル４５の内径サイズｄよりも外径サイズＤに依存する。２００μｍ程度の溝幅に対し、接続部４０と隣接セルの側壁２１ｂとの間にある程度の空間を設ける必要があることから、外径サイズＤが１５０μｍよりも小さいことが好ましい。なお、ノズル４５の先端の肉厚としては１５μｍ程度が最小肉厚であることから、内径サイズｄは外径サイズＤ＋３０μｍ以下となる。
【００５２】
ディスペンサー用ノズル４５としては、例えば、武蔵エンジニアリング（株）製の高精細ノズルのうち、ＦＮ−０．１０Ｎ（ノズル外径０．２０ｍｍ、ノズル内径０．１０ｍｍ）またはノズル先端肉厚１５μｍタイプＦＮ−０．１０Ｎ−Ｆ（ノズル外径０．１３ｍｍ、ノズル内径０．１０ｍｍ）を用いることができる。
【００５３】
以上のような絶縁部および接続部の形成に当たっては、絶縁材料、導電材料によるライン描画（材料の塗布）の際に、塗布幅が広がる滲みを防止するために、塗布表面に親水化処理を施しておくことが好ましい。これにより、疎水性のインク材料の滲み（ブリードアウト）を抑制し、より狭い線幅で描画することができる。親水化処理としては、ＵＶオゾン洗浄、コロナ放電処理など公知の処理法を適用することができる。
【００５４】
上記製造方法により、集積化太陽電池、所謂太陽電池サブモジュールを製造することができる。
その後、集積化太陽電池の両端のセルに電力取出し配線を形成し、カバーガラス、保護フィルム等を取り付けて、太陽電池モジュールを製造することができる。
【００５５】
なお、図１１Ａ〜図１１Ｃに示した３段階のスクライブ工程を経て集積化を行う場合、一般に、３本のスクライブラインＰ１〜Ｐ３のうち２本Ｐ２、Ｐ３は通常メカニカルスクライブにより形成される。メカニカルスクライブでは安定的に５０μｍ以下のような細幅のスクライブラインを形成するのは困難であり、スクライブラインのエッジもまっすぐに加工できないことが多いことから、３本のラインおよびライン間の幅Ｗ０（図１１Ｃ参照）を２５０μｍ以下にすることは難しく、２２０μｍ程度にすることは更に難しい。この集積化のための３本のスクライブラインを含む幅Ｗ０は光電変換に寄与しないロス部分となるため、狭いほど好ましい。本発明の方法によれば、溝は１本であるため、溝幅Ｗ１を２５０μｍ以下にすることは容易であり、さらには、２００μｍ以下とすることも可能となる。光電変換のロスとなる領域を狭めることにより、変換効率を向上させることができる。
【００５６】
以下に基板および各層について簡単に説明する。
【００５７】
（基板）
基板１０としては、ガラス、ポリイミド等の絶縁基板、表面に絶縁層が形成されたステンレス等の金属基板など、少なくとも表面が絶縁層であれば特に制限されない。
可撓性基板としては、Ａｌを主成分とするＡｌ基材の少なくとも一方の面側にＡｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜（絶縁膜）が形成された陽極酸化基板、Ｆｅを主成分とするＦｅ材の少なくとも一方の面側にＡｌを主成分とするＡｌ材が複合された複合基材の少なくとも一方の面側にＡｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、Ｆｅを主成分とするＦｅ材の少なくとも一方の面側にＡｌを主成分とするＡｌ膜が成膜された基材の少なくとも一方の面側にＡｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板などが好ましい。さらに、陽極酸化膜上に、ソーダライムガラス（ＳＬＧ）層が設けられたものであってもよい。ソーダライムガラス層を備えることにより、光電変換層にＮａを拡散させることができる。光電変換層がＮａを含むことにより、光電変換効率をさらに向上させることができる。
【００５８】
（下部電極層）
下部電極層１２の主成分としては特に制限されず、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ，及びこれらの組合せが好ましく、Ｍｏ等が特に好ましい。下部電極層１２の膜厚は制限されず、２００〜１０００ｎｍ程度が好ましい。例えば、基板上にスパッタ法により成膜することができる。
【００５９】
（光電変換層）
光電変換層１３の主成分としては特に制限されず、高い光電変換効率が得られることから、少なくとも１種のカルコパイライト構造の化合物半導体であることが好ましく、Iｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることがより好ましい。
【００６０】
光電変換層１３の主成分としては、
ＣｕおよびＡｇからなる群より選択された少なくとも１種のIｂ族元素と、
Ａｌ，ＧａおよびＩｎからなる群より選択された少なくとも１種のIIIｂ族元素と、
Ｓ，Ｓｅ，およびＴｅからなる群から選択された少なくとも１種のVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。
【００６１】
上記化合物半導体としては、
ＣｕＡｌＳ2，ＣｕＧａＳ2，ＣｕＩｎＳ2，
ＣｕＡｌＳｅ2，ＣｕＧａＳｅ2，
ＡｇＡｌＳ2，ＡｇＧａＳ2，ＡｇＩｎＳ2，
ＡｇＡｌＳｅ2，ＡｇＧａＳｅ2，ＡｇＩｎＳｅ2，
ＡｇＡｌＴｅ2，ＡｇＧａＴｅ2，ＡｇＩｎＴｅ2，
Ｃｕ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｓｅ2，Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2，
Ｃｕ1-zＩｎ1-xＧａxＳｅ2-yＳy（式中、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦２，０≦ｚ≦１）（ＣＩ（Ｇ）Ｓ），
Ａｇ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2，およびＡｇ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2等が挙げられる。
【００６２】
また、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４，Ｃｕ２ＺｎＳｎＳｅ４，Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４，ＣｄＴｅ，（Ｃｄ，Ｚｎ）Ｔｅ等であってもよい。
【００６３】
光電変換層１３の膜厚は特に制限されず、１．０〜４．０μｍが好ましく、１．５〜３．５μｍが特に好ましい。
【００６４】
光電変換層１３の成膜方法も特に制限はなく、真空蒸着法、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法等により成膜することができる。
【００６５】
（バッファ層）
バッファ層１４は、化学浴析出法（ＣＢＤ法）により好適に形成することができる。バッファ層１４の膜厚は特に制限されず、１０ｎｍ〜２μｍが好ましく、１５〜２００ｎｍがより好ましい。
【００６６】
（窓層）
窓層１５は、光を取り込む中間層である。窓層１５の組成としては特に制限されず、ｉ−ＺｎＯ等が好ましい。窓層１５の膜厚は特に制限されず、１０ｎｍ〜２μｍが好ましく、１５〜２００ｎｍがより好ましい。窓層１５の成膜方法は、特に制限されないが、スパッタ法やＭＯＣＶＤ法が適している。一方で、バッファ層１４を液相法により製造するため、製造プロセスを簡易にするためには液相法を用いることも好ましい。窓層１５は必須ではなく、窓層１５のない光電変換素子としてもよい。
【００６７】
（透光性導電層）
透光性導電層１６は、光を取り込むと共に、下部電極層１２と対になって、光電変換層１３で生成された電流が流れる電極として機能する層である。透光性導電層１６の組成は特に制限されず、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＯ：Ｇａ、ＺｎＯ：Ｂ等のｎ−ＺｎＯ等が好ましい。透光性導電層１６の膜厚は特に制限されず、５０ｎｍ〜２μｍが好ましい。透光性導電層１６の成膜方法としては特に制限されないが、窓層と同様、スパッタ法やＭＯＣＶＤ法が適している。一方で、製造プロセスを簡易にするためには液相法を用いることも好ましい。
【実施例１】
【００６８】
以下、本発明の集積化太陽電池の製造方法の実施例を説明する。
【００６９】
＜基板＞
１００μｍ厚ステンレス（ＳＵＳ）−３０μｍ厚Ａｌ複合基材上のＡｌ表面にアルミニウム陽極酸化膜（ＡＡＯ）が形成された陽極酸化基板のＡＡＯ表面にソーダライムガラス（ＳＬＧ）層が形成された基板を用いた。
【００７０】
＜膜形成工程＞
上記基板上に、スパッタ法で下部電極層としてＭｏ電極層を形成し、その上に膜厚２．５μｍのＣｕ（Ｉｎ0.7Ｇａ0.3）Ｓｅ2層を３段階法により成膜した。
次に、ＫＣＮ１０％水溶液の入った反応槽を用意し、基板上に成膜されたＣＩＧＳ層の表面を室温にて３分間ＫＣＮ水溶液に浸漬させてＣＩＧＳ層表面の不純物除去を行った。
取り出した後に十分に水洗を行った。ＣＢＤ法によりＣｄＳ層を５０ｎｍ形成したのち、ＺｎＯ：Ａｌ膜をスパッタ法により形成した。
【００７１】
＜スクライブ工程＞
メカニカルスクライブ法で幅２００μｍのライン状の第１の溝を複数ストライプ状に形成した。次に、第１の溝の底部に露出しているＭｏ電極層をレーザスクライブ法でスクライブして幅３０μｍの第２の溝を形成した。
【００７２】
＜絶縁部形成工程＞
FUJIFILM Dimatix製 Materials Printer（DMP2831）を用いて、絶縁材料として絶縁性インク（アクリル酸エステルモノマー６０％、イミド系樹脂３０％、光重合開始剤３％、その他成分７％）を用い、細幅ライン絶縁部を形成するためのライン描画を行い、ライン描画直後にＵＶ照射を行った（積算光量は、２９１９ｍＪ/ｃｍ２）。ライン描画位置を徐々に第１の溝の一方の側面側に移動させつつ、ライン描画とＵＶ照射を第２の溝を埋め込み第１の溝の一方の側面が覆われるまで繰り返した。
最後に、２００℃×３０分の熱硬化(大気中加熱)を行い、絶縁部を形成した。
【００７３】
＜接続部形成工程＞
武蔵エンジニアリング（株）製のＰＣ制御画像認識付  卓上塗布ロボット ＩＭＡＧＥ  ＭＡＳＴＥＲ  ３５０ＰＣを用いて、絶縁部上に導電ペーストの塗布を行った。
導電性ペーストとしては、銀８３％、ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂７％、エポキシフェノール樹脂７％、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート３％からなる銀ペーストを使用した。ディスペンサーノズルとしては、武蔵エンジニアリング（株）製の高精細ノズルであるＦＮ−０．１０Ｎ（ノズル外径０．２０ｍｍ、ノズル内径０．１０ｍｍ）を用いた。
その後、１５０℃×３０分熱硬化を行い、導電性接続部を形成した。
【００７４】
以上の工程により集積化太陽電池を作製することができた。
【符号の説明】
【００７５】
１  集積化太陽電池（太陽電池サブモジュール）
１０  基板
１０ａ  絶縁層
１２  下部電極層
１３  光電変換層
１４  バッファ層
１５  窓層
１６  透光性導電層
２０  溝部
２１  第１の溝
２１ａ  第１の溝の一方の側壁
２１ｂ  第１の溝の他方の側壁
２２  第２の溝
３０  絶縁部
３１  第１の細幅ライン絶縁部（土手部）
３２、３４  第２の細幅ライン絶縁部
３３  第３の細幅ライン絶縁部
４０  導電接続部
４１  導電性ペースト
Ｃ    セル（光電変換素子）
【図１】
2013102070.tif 000003
【図２】
2013102070.tif 000004
【図３Ａ】
2013102070.tif 000005
【図３Ｂ】
2013102070.tif 000006
【図３Ｃ】
2013102070.tif 000007
【図３Ｄ】
2013102070.tif 000008
【図３Ｅ】
2013102070.tif 000009
【図４Ａ】
2013102070.tif 000010
【図４Ｂ】
2013102070.tif 000011
【図５Ａ】
2013102070.tif 000012
【図５Ｂ】
2013102070.tif 000013
【図６Ａ】
2013102070.tif 000014
【図６Ｂ】
2013102070.tif 000015
【図７】
2013102070.tif 000016
【図８Ａ】
2013102070.tif 000017
【図８Ｂ】
2013102070.tif 000018
【図９】
2013102070.tif 000019
【図１０Ａ】
2013102070.tif 000020
【図１０Ｂ】
2013102070.tif 000021
【図１１Ａ】
2013102070.tif 000022
【図１１Ｂ】
2013102070.tif 000023
【図１１Ｃ】
2013102070.tif 000024